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PCB LED

Venture cuenta con la confianza de miles de ingenieros electrónicos en sus proyectos de iluminación LED, desde el diseño de PCB de bombillas LED para el consumidor hasta el diseño de PCB de luz LED precisamente para uso médico, desde PCB LED de inundación comercial hasta PCB LED industrial de alta potencia, desde PCB LED automotriz hasta PCB LED militar. puede ayudarlo desde el comienzo de la etapa de diseño.

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Venture ha participado en todo tipo de proyectos de iluminación LED, suministrando PCB LED (placa de circuito LED) con CEM3, FR4, aleación de aluminio y cobre como material base de PCB LED.

No hay duda de que, en comparación con el material CEM 3 y FR 4, el aluminio y la aleación de cobre tienen un mejor rendimiento en la transferencia de calor, sin embargo, dado que el precio de la aleación de cobre es mucho más alto que el del aluminio, podemos decir que en la industria de la iluminación LED, el aluminio es absolutamente la opción más económica teniendo en cuenta la conductividad térmica, la rigidez y el costo.

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Hoy en día, las luces LED nos rodean en todas partes en nuestra vida diaria, cada vez más luces se reemplazan por soluciones LED (diodo emisor de luz), ya que la iluminación LED tiene un menor consumo de energía, una vida útil más larga y una mayor eficiencia energética en comparación con las bombillas de iluminación tradicionales. En la industria de PCB, cuando decimos PCB LED(Placa PCB LED, placa de circuito LED, placa PCB LED, placa de circuito impreso LED) se refiere a las PCB (placas de circuito impreso) que se utilizan para aplicaciones de iluminación LED.

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PCB LED: la guía definitiva

PCB LED

¿Está buscando una PCB LED adecuada para sus sistemas de iluminación?

¿O desea ahorrar costos en su próximo proyecto de sistemas de iluminación LED modernos?

Si es así, entonces deberías leer esta guía.

Cubre todo lo que necesita saber sobre LED PCB, desde una definición básica, ventajas, características, proceso de fabricación, elección de material, proceso de ensamblaje y mucho más.

Sigue leyendo para aprender mas…

Capítulo 1: ¿Qué es PCB LED?

LED es la inicial de diodos emisores de luz que emite rayos de luz cuando pasa una corriente eléctrica.

El LED generalmente tiene negativo (cátodo) y positivo (ánodo) y producirá luz en la región visible.

Iluminación

Iluminación

Los LED se adhieren a las PCB mediante el proceso de soldadura y tienen conexiones eléctricas para la iluminación.

En el pasado reciente, ha habido una gran evolución en el campo de la placas de circuito impreso simplificando así varios sistemas.

Las innovaciones se han extendido al campo de la iluminación donde tenemos placas de circuito impreso responsables de la iluminación LED.

El diodo emisor de luz se conecta a la placa de circuito principal e incluye un chip que produce luz en un circuito eléctrico.

LED en una placa de circuito impreso

LED en una placa de circuito impreso

El chip PCB de diodo emisor de luz está conectado a la placa mediante una base de cerámica y un disipador de calor térmico.

Emite mucho calor cuando está en uso y los fabricantes utilizan otros medios para reducir el calor.

Los PCB con núcleo metálico suelen ser la mejor opción para los sistemas de iluminación de PCB LED, ya que disipan el calor más rápido.

El material o metal principal de la placa de circuito impreso con núcleo metálico para diodos emisores de luz suele ser el aluminio.

La PCB LED de aluminio tiene una capa delgada de material dieléctrico térmicamente conductor para ayudar en la disipación de calor.

El material funciona mejor, más eficientemente y más rápido en comparación con las placas de circuito impreso rígidas tradicionales.

Puede usar los LED para hacer diferentes patrones y señales en aplicaciones como paneles publicitarios.

La tecnología también involucra todos los días y también puede usarla en una tarea y en la iluminación ambiental.

Puede encontrarlo fácilmente en varias variedades, como la luz ultravioleta, la luz visible y la luz infrarroja.

Capítulo 2: Ventajas y desventajas de PCB LED

Siempre que utilice la PCB LED, disfrutará de ciertos beneficios y también podría fallar en otras ocasiones.

Algunas de las ventajas de usar la placa de circuito impreso LED incluyen:

PCB LED

PCB LED

  • Los diodos emisores de luz son comunes debido a sus propósitos de alta intensidad y alta calidad. Muchos fabricantes en el mundo moderno prefieren usar PCB LED, ya que aseguran a sus clientes un rendimiento de calidad.
  • Tiene una capacidad de diseño flexible que permite a los clientes tener diseños personalizados para sus electrodomésticos. También encontrará diferentes diseños de placas de circuito impreso LED en el mercado entre los que puede elegir.
  • Las placas de circuito impreso Led son rentables, por lo que le ahorrarán mucho dinero.
  • También es muy fácil de usar y no tiene que pasar por un entrenamiento antes de usar el aparato.
  • Es energéticamente eficiente y ahorrará mucha energía cada vez que utilice cualquiera de los electrodomésticos.
  • Las placas de circuito impreso LED tienen ruidos eléctricos muy bajos a pesar de que producen una luz brillante y efectiva.
  • El diagnóstico y reparación de las placas de circuito impreso LED es sencillo. Puede hacerlo fácilmente sin ponerse en contacto con un técnico para obtener ayuda. También es reemplazable en caso de que tenga daños graves en el dispositivo.
  • Los fabricantes pueden hacerlo en diferentes tamaños compactos que no serían posibles sin las PCB. Es una plataforma conveniente para organizar los componentes eléctricos de una manera eficiente y compacta. Esto permite el desarrollo de diferentes circuitos LED de varios tamaños.
  • Los componentes de PCB LED son inmunes a los movimientos ya que se adhieren a la placa a través de soldaduras. Permite a los fabricantes utilizarlo en dispositivos móviles como los faros de un vehículo. No te preocuparás por el desplazamiento de componentes y cortocircuitos eléctricos a medida que el vehículo se desplaza.
  • También tiene disipadores de calor y núcleos metálicos como el aluminio que ayudarán en la disipación del calor.
  • También es muy compacto y los fabricantes pueden colocarlo fácilmente en diferentes componentes, como automóviles, entre otros.
  • Está libre de mercurio a diferencia de las otras opciones tradicionales de iluminación y es amigable con el medio ambiente.

Además de las ventajas, las placas de circuito impreso de diodos emisores de luz también tienen algunas desventajas que incluyen:

  • Aunque ha habido una mejora en el rendimiento, los dispositivos individuales no pueden producir suficiente salida. La salida de dispositivos individuales sigue siendo ineficiente hasta el punto de que no se puede usar para aplicaciones de iluminación convencionales. Por lo tanto, consumirá mucho espacio físico para hacer una PCB LED eficiente.
  • La agrupación de LED en diferentes matrices también presenta desafíos desde el punto de vista óptico, de iluminación y de fabricación.
  • Optimizar la calidad de la luz de una PCB LED es muy difícil, ya que es costoso y requiere mucho tiempo.
  • Los conjuntos de LED envejecerán a diferentes velocidades, ya que algunos pueden tener una vida útil más larga en comparación con otros. Puede resultar en que el consumidor deseche la unidad.
  • El ensamblaje de diferentes LED PCB también requiere mucha mano de obra y es difícil y, a veces, aumenta el costo.
  • La aplicación LED también produce mucho calor, lo que provoca el uso de placas de circuito impreso con núcleo de metal. Las placas de circuito impreso con núcleo de metal son relativamente caras en comparación con las PCB normales.

Placa de circuito impreso LED cuadrada

Placa de circuito impreso LED cuadrada

Capítulo 3: Principales aplicaciones de PCB LED

Los PCB LED están disponibles en diferentes aplicaciones debido a la eficiencia energética, la flexibilidad de diseño y el bajo costo.

La placa de circuito impreso LED juega un papel muy importante en la prolongación de la vida útil y el ahorro de energía en tales aplicaciones.

Hay ciertos tipos de PCB LED que reflejan la luz LED y admiten la máxima intensidad de luz.

Las principales aplicaciones de las placas de circuito impreso LED incluyen:

PCB LED automotriz

Es más probable que encuentre este tipo de PCB LED en los reguladores de potencia, la industria automotriz y los reguladores electrónicos.

El PCB para la industria automotriz debe tener una larga vida útil, alta durabilidad, a un precio muy competitivo. La placa de circuito impreso LED es la más adecuada para la automoción, ya que puede funcionar bien en el riguroso mundo de la automoción.

Audi con luces LEDAudi con luces LED

La placa de circuito impreso LED se encuentra en la pantalla, los circuitos del motor y otros equipos electrónicos, como el sistema estéreo.

En muchos casos, las placas de circuito impreso LED con núcleo de metal funcionan mejor en aplicaciones de alta temperatura, como los faros.

Las principales aplicaciones de la PCB LED en la industria automotriz incluyen:

  • Relés de potencia
  • Módulos de control ECU/ECL
  • Pantallas digitales
  • Sensores de transmisión
  • Sistemas de iluminación LED interior y exterior

PCB LED de telecomunicaciones

El PCB LED que usará en la industria de las telecomunicaciones generalmente tiene un peso bajo, es muy duradero y resistente al ruido.

Las placas de circuito impreso LED están disponibles para circuitos de filtro y otros equipos de alta frecuencia.

Los equipos de telecomunicaciones utilizan pantallas e indicadores LED y en el proceso producen mucho calor.

Sencillo sistema de telecomunicacionesSistema de telecomunicaciones simple – Foto cortesía: Sociedad Óptica de América

Para abordar el problema del calor, la PCB LED de aluminio es más aplicable y extremadamente útil en esta industria.

La PCB LED de aluminio también es deseable debido a su bajo peso y durabilidad, lo que hace que los dispositivos sean más livianos y duraderos.

PCB médico LED

Mire varios equipos médicos, como escáneres, y encontrará la placa de circuito impreso LED.

equipos médicos

Equipo Médico

Los equipos médicos deben ser eficientes y muy duraderos, y las PCB LED proporcionan los mejores resultados.

Las placas de circuito impreso LED están disponibles en equipos que utilizará para diagnóstico, tratamiento e investigación.

En varios quirófanos, la mayoría de los sistemas de iluminación tienen placas de circuito impreso de diodos emisores de luz.

La intensidad de la iluminación de estos aparatos los convierte en la mejor opción para este tipo de operaciones.

También es el componente principal de los dispositivos de iluminación que encontrarás en diferentes habitaciones del hospital.

PWB del LED de la computadora

Los ordenadores suelen emitir mucho calor durante su funcionamiento y requieren una buena PCB para eliminar el calor.

Las mejores placas de circuitos sensibles al calor para las computadoras son las placas de circuitos impresos de diodos emisores de luz.

Encontrará PCB LED en escáneres, teléfonos inteligentes, tabletas, computadoras de escritorio y portátiles para funciones de visualización.

LED de la placa base de la computadoraLED de la placa base de la computadora

Las partes de la computadora, como las unidades de disquete, los dispositivos de alimentación y las placas de la CPU, utilizarán la PCB LED de aluminio.

Otros ejemplos de aplicaciones en las que puede encontrar la placa de circuito impreso LED incluyen las luces de aterrizaje de las pistas de los aeropuertos y las luces de las calles.

También está disponible en aplicaciones para equipos de iluminación en el campo militar e iluminación de túneles de carreteras.

La iluminación solar/fotovoltaica, las lámparas y linternas, la señalización y el alumbrado público también tienen placas de circuito impreso LED.

Además de estas aplicaciones, también puede encontrar PCB LED en el campo de la agricultura y la ciencia de cultivos.

Los investigadores agrícolas utilizan los PCB LED para ayudar en la iluminación para el alto crecimiento de las plantas.

La intensidad de la luz de los dispositivos es lo suficientemente adecuada para el crecimiento de las plantas.

Capítulo 4: Componentes clave de PCB LED

El éxito de la placa de circuito impreso LED dependerá de varios componentes de la PCB LED.

Placa de circuito impreso LED circular

Placa de circuito impreso LED circular

Estos son los factores clave que trabajan en conjunto para completar un proceso. Estos componentes realizan o modifican y gestionan el voltaje y la corriente que fluirá a través de ellos.

La mayoría de los componentes están estandarizados y listos para usar, por lo que puede identificarlos y comprarlos fácilmente.

Otros componentes suelen ser más exclusivos del proyecto y no puede encontrarlos fácilmente.

Un LED típico básicamente tiene un chip que es un semiconductor que producirá luz en un circuito eléctrico.

El diseño especificará la naturaleza del circuito, el material de recubrimiento de la PCB, el tamaño y otros factores importantes.

LED en una placa de circuito impreso

LED en PCB – Fuente: MI GUÍA DE ILUMINACIÓN

Además del chip, hay varios componentes de la placa de circuito impreso LED, como:

Material de base

Tenga en cuenta que no todos los PCB LED son iguales, ya que pueden variar según el tipo de aplicación y el material base.

El material base es la parte más importante de la PCB LED, ya que determinará la eficacia de la placa.

La eficacia de la placa se ve en el modo y la velocidad con la que transferirá el calor del dispositivo.

Hay ciertas aplicaciones que requieren componentes específicos para estar disponibles en la placa de circuito impreso de diodo emisor de luz.

Este hecho es cierto en las aplicaciones que son muy sensibles a las altas temperaturas, como las luces LED.

Por lo tanto, los ingenieros diseñarán diferentes tipos de núcleos de PCB utilizando diferentes materiales según la aplicación.

Material base de PCB

Material base de PCB

Entre las mejores y más importantes cualidades de la PCB, debe observar el núcleo de la PCB. La base de la placa de circuito impreso LED está disponible en una variedad de materiales, tales como:

Material FR-4 para placa de circuito impreso

FR-4 es el material base más común que puede encontrar en la composición de PCB LED de epoxi y vidrio.

Es ignífugo pero no es el mejor material que puede elegir para disipar el calor.

Hay diferentes designaciones del FR4 que incluyen FR4 estándar, FR4 no halógeno, FR4 de Tg media y FR4 de Tg alta.

Aparte de eso, también está la placa de circuito impreso FR4 con la matriz de vía térmica.

Es un tipo de FR4 con lados dobles delgados y orificios pasantes chapados o orificios pasantes térmicos.

Las vías térmicas asegurarán que haya un camino térmico para mejorar la conducción del calor a través del sustrato térmico.

Material epoxi para PCB

Los epoxis son otros sustratos, aunque no tan comunes, para las placas de circuito impreso de diodos emisores de luz.

Son menos duraderos en comparación con otros sustratos, pero son más baratos de fabricar.

Sin embargo, es muy mal conductor del calor y no es una buena opción para la disipación del calor.

Núcleo metálico para PCB LED

Los núcleos metálicos son los materiales más efectivos para los diodos emisores de luz, especialmente el que produce un exceso de calor.

Son muy buenos conductores del calor y pueden ayudar a disipar el calor del dispositivo. Por lo general, se compone de diferentes tipos de metal, como aluminio, cobre o acero inoxidable.

Placa de circuito impreso LED con núcleo de metal

Placa de circuito impreso LED con núcleo de metal

El metal proporciona a la placa de circuito un aislamiento eléctrico adecuado y propiedades de conductividad térmica.

El tipo más común de metalcore que muchos fabricantes prefieren usar es el aluminio.

Este tipo de placa de circuito impreso LED depende del aluminio como núcleo base principal en lugar de una base de fibra de vidrio.

La aleación puede consistir en diferentes combinaciones de aluminio, magnesio y silumina que alteran las propiedades del metal.

La combinación variará según la aplicación que desee.

Cuando la conductividad térmica no es un factor real a considerar, los epoxis y el FR4 son los materiales base más adecuados.

Esto se debe a que son relativamente baratos en comparación con las placas de circuito impreso LED de núcleo metálico.

Utilice la placa de circuito impreso con núcleo de metal si la aplicación implicará la producción de mucho calor.

Material de recubrimiento

La mayoría de las aplicaciones de las placas de circuito impreso de diodos emisores de luz se encuentran en el entorno exterior.

Es probable que tenga daños debido a cambios de temperatura, humedad (humedad de lluvia y condensación), corrosión, niebla salina y gases.

La característica clave en la aplicación exterior es la salida del dispositivo y la representación general del dispositivo.

Recubrimiento de PCBRecubrimiento de PCB

Por lo tanto, es importante tener una cubierta o material de recubrimiento que proteja las partes internas del dispositivo.

El material de revestimiento protegerá la placa de circuito impreso LED de los daños causados ​​por la humedad, el exceso de calor y otros factores ambientales.

Por lo tanto, la PCB LED tendrá una vida útil más larga debido a la protección activa del material de recubrimiento.

El material de recubrimiento de la PCB del diodo emisor de luz no debe afectar la eficacia, la confiabilidad y el rendimiento del dispositivo.

El tipo más común de revestimiento que utilizan los fabricantes es el revestimiento de conformación.

Son lacas finas que pueden adaptarse a los contornos de la placa de circuito impreso sin añadir volumen ni peso al dispositivo.

Puede aplicarlo fácilmente a la placa de circuito impreso LED sumergiéndolo o rociándolo hasta que tenga un grosor de 25 a 75 micrómetros.

El revestimiento debe ser muy transparente y permanecer transparente durante toda la vida útil de la PCB LED en ese entorno en particular.

La mejor forma de recubrimiento de conformación se basa en la química acrílica que ofrece estabilidad de color y claridad.

Es la mejor forma de recubrimiento para la placa de circuito impreso LED por las siguientes razones:

  • Es fácil de aplicar a la placa de circuito impreso LED.
  • No aumenta más el volumen y el peso del producto.
  • Permite versatilidad en su uso
  • Tienen un efecto único en el cambio de temperatura de color.

El otro tipo de material de recubrimiento disponible es la resina de encapsulación disponible en diferentes tipos.

Está disponible en ciertos tipos, como opciones de poliuretano, epoxi y silicona. Las resinas epoxi son las más resistentes de todas, pero no son tan flexibles y presentan dificultades durante los ciclos térmicos.

Tamaño de placa de circuito impreso

El tamaño de la placa de circuito impreso de LED variará según el tipo de aplicación para la que la destine.

Dimensiones de PCB

Dimensiones de PCB

Significa que hay diferentes tamaños disponibles para los PCB LED que puede elegir.

Van desde PCB LED muy pequeños hasta uno más grande, según la aplicación.

Tiene la libertad de comunicarse con el fabricante para hacer una PCB LED de diferentes tamaños según la aplicación.

Cuanto más grande es el dispositivo, más grande es el LED PCB y cuanto más pequeño es, más pequeño es el dispositivo.

Los factores que determinarán el tamaño de la PCB LED son el grosor del panel y el tamaño del panel.

Normalmente, los tamaños de panel más comunes o estándar van desde el más pequeño disponible hasta:

  • Hasta 10″ X 16″ (en un panel de 12″ X 18″; este tamaño de panel se usa comúnmente)
  • Hasta 16″ X 22″ (en un panel de 18″ X 24″; este tamaño de panel se usa comúnmente)
  • Hasta 19″ X 27″ (en un panel de 21″ X 29″; este tamaño de panel no es tan común)

Capa de circuito

Es la parte de la placa de circuito impreso LED que más contribuye a la función final de la PCB.

Capas de PCB

Capas de PCB

Contiene los circuitos de cobre que son importantes para el funcionamiento de la PCB.

Es la capa encima del dieléctrico en una placa de circuito impreso LED.

Puede laminar el cobre en el tablero de la placa de circuito impreso usando adhesivos o calor.

El grosor del cobre varía según el tipo de aplicación y la cantidad de corriente que circula.

La mayoría de las PCB LED tienen una onza de cobre, mientras que las otras que permiten más potencia tienen más.

Pueden tener dos o tres onzas de cobre dependiendo de la cantidad de corriente que fluya.

Puede determinar la resistencia de la capa del circuito observando su largo, ancho y grosor.

El dieléctrico

El dieléctrico es una capa delgada térmicamente conductora que se une al sustrato de aluminio para ayudar en la disipación del calor.

La clave del rendimiento superior de la clase térmica está en el dieléctrico de la placa de circuito impreso LED.

PCB dieléctrico

PCB dieléctrico

En el proceso de diseño de una placa de circuito impreso LED, recuerde colocar el dieléctrico para ayudar en la disipación del calor.

Es una capa aislante que no es eléctricamente conductora que separa el aluminio del diseño eléctrico.

Capítulo 5: Tipos de PCB LED

Dado que existen numerosas aplicaciones para la PCB de diodo emisor de luz, hay diferentes tipos de PCB.

Los diferentes tipos de PCB LED tienen sus propias especificaciones de fabricación, uso y tipo de material. Algunos de los tipos más comunes de placas de circuito impreso LED se encuentran en los siguientes párrafos.

Placa de circuito impreso LED flexible

Los programas placa de circuito impreso LED flexible consiste en materiales que pueden flexionarse, torcerse y moverse en diferentes direcciones, incluido el plástico.

Están disponibles en diferentes formatos de capa que incluyen los formatos simple, doble y multicapa.

Placa de circuito impreso LED flexible

Placa de circuito impreso LED flexible

El hecho de que tengas que imprimir el circuito en el material flexible lo hace relativamente caro.

Las placas de circuito impreso flexibles de diodos emisores de luz tienen numerosas ventajas sobre las placas de circuito impreso rígidas de LED.

El hecho de que sea flexible y pueda moverse en diferentes direcciones lo hace superior a los PCB LED rígidos.

Significa que puede doblarlo y también doblarlo alrededor de diferentes esquinas y bordes.

La flexibilidad es un gran activo que genera ahorros en el volumen, el peso y el costo de crear un diseño en particular.

También puede usarlo en diferentes áreas que generalmente son peligrosas para el medio ambiente y pueden ser perjudiciales para otros tipos.

Esto se debe a que cuentan con materiales impermeables, a prueba de corrosión, a prueba de golpes y resistentes a aceites de alta temperatura.

PCB LED rígido

Tal como su nombre lo indica, el placa de circuito impreso LED rígido es rígido y no puede doblarse en diferentes direcciones.

PCB rígido

PCB rígido

Los fabricantes utilizan materiales sólidos como sustratos, lo que evita que la placa se tuerza en diferentes direcciones.

El tipo más común de placa de circuito impreso LED rígida es la que encontrará en una computadora.

Las placas de circuito impreso LED rígidas para hacer la mayor cantidad de PCB que fabrican los fabricantes.

Los encontrará en muchos lugares donde se necesita usar un PCB LED que debe permanecer en forma para siempre.

Los encontrará disponibles en diferentes formas que incluyen placas de circuito impreso LED de una, dos o varias capas.

PCB LED híbrido

La PCB LED híbrida incluye un material que no es térmico junto con un metal base como el aluminio.

En muchos casos, la placa de circuito impreso de LED híbrido consta de la unión FR4 convencional con el sustrato de aluminio.

La unión de las dos partes facilita que el dispositivo disipe el calor de una manera más eficiente.

PCB LED híbrido PCB LED híbrido – Fuente: DIYForums

Aparte de un aumento en la tasa de disipación de calor, el dispositivo tiene una mayor rigidez, lo que lo hace muy fuerte.

Los híbridos también son menos costosos en comparación con una placa de circuito impreso de diodo emisor de luz de aluminio rígido.

También tiene sus desventajas, que incluyen la falta de flexibilidad, por lo que es difícil doblar.

PCB LED multicapa

Los PCB multicapa consisten en más de dos placas de circuito impreso de diodo emisor de luz de doble capa.

Las múltiples capas se pegan entre sí usando un tipo especial de pegamento y entre diferentes tipos de aislantes.

Los aisladores se asegurarán de que ninguna de las capas de la placa de circuito impreso LED se derrita debido al exceso de calor.

PCB multicapa

PCB multicapa

Están disponibles en diferentes tamaños donde puedes encontrar uno pequeño con tan solo cuatro capas. También puede obtener uno más grande con 12 capas o más en diferentes aplicaciones de LED.

El número máximo de capas que conocemos es 50 y fue para una aplicación importante.

Las placas de circuito impreso LED multicapa existen para su uso en aplicaciones eléctricas complicadas.

PCB LED de una sola capa

Una PCB de diodo emisor de luz de una sola capa tiene solo un lado con el circuito o básicamente una capa del sustrato.

En un lado del material base hay una capa de metal muy delgada, preferiblemente cobre, ya que es un buen conductor.

Después de aplicar la base de cobre, el siguiente paso es la aplicación de una máscara protectora de soldadura.

PCB de una sola capa

PCB de una sola capa

Después de eso, puede seguir aplicando una pantalla de seda que marca todos los elementos disponibles en el tablero.

Son placas de circuito impreso LED muy sencillas y fáciles de diseñar y fabricar posteriormente.

Por lo tanto, puede comprarlos a precios muy bajos y en volúmenes muy altos.

Las ventajas de usar este tipo de capa de PCB LED lo convierten en un componente importante en muchas aplicaciones.

Capítulo 6: PCB LED frente a PCB estándar: qué hace que la PCB LED sea única

Las placas de circuito impreso LED son uno de los modos de iluminación más baratos que muchas personas adoptan y se están volviendo cada vez más populares.

Es la razón principal por la cual la placa de circuito impreso con núcleo de metal también tiene una gran demanda.

El sistema de iluminación de PCB LED puede ser cinco veces más económico en comparación con los sistemas de PCB estándar.

Sistema de iluminación LEDSistema de iluminación LED

La placa de circuito impreso LED es más eficiente en términos de consumo de espacio.

Cubre muy poco espacio y el rendimiento o eficacia también es muy alto.

Funciona mejor en comparación con la PCB estándar y también ahorra espacio y energía.

Debido a la eficacia de las PCB LED, muchos dispositivos prefieren reemplazar la PCB estándar con las placas de circuito impreso LED.

Sin embargo, hay un aspecto de la placa de circuito impreso LED que primero se debe cuidar.

El hecho de que emita mucho calor hace que la PCB estándar sea un dispositivo deseable en comparación con la PCB LED.

El problema del calor que mucha gente asocia con las placas de circuito impreso LED tiene solución.

Para mantener el sistema de iluminación LED durante más tiempo sin daños, los fabricantes incorporan la placa de circuito impreso con núcleo de metal.

El núcleo de metal ayudará a disipar el exceso de calor del sistema, lo que lo hará más eficiente que las placas de circuito impreso estándar.

La placa de circuito impreso LED tiene una placa de metal en la parte inferior que tiene varios grosores.

El PCB estándar no tiene la placa de metal en la parte inferior y tiene un acabado superficial y máscaras de soldadura.

En las placas de circuito impreso LED encontrarás la máscara de soldadura y el acabado superficial en una cara.

PCB de aluminio

PCB de aluminio

El circuito impreso LED es único porque tiene los componentes en la superficie en lugar de utilizar los orificios pasantes.

Esto debido a que suele tener una placa de metal en la parte inferior para ayudar en la disipación del calor.

La presencia de orificios pasantes en la placa de circuito impreso de LED conduciría a una toma, por lo tanto, a las características únicas.

Hay ciertos tipos de PCB LED que tienen vías, especialmente si tienen más de una capa de sustrato FR4.

Este tipo de PCB LED disipa el calor a través de las vías, lo que lo hace bastante similar a los PCB estándar.

El trabajo que realizan las vías en la PCB LED es responsabilidad de los componentes de la placa de circuito impreso de núcleo metálico.

Aparte de eso, la PCB LED es única ya que los agujeros que perforarás en las placas son para el montaje.

Es diferente de la placa de circuito impreso estándar que tiene orificios pasantes para disipar el calor. Los orificios de montaje en las PCB LED también son más grandes que los orificios de las PCB estándar.

Las placas de circuito impreso de LED multicapa son costosas de diseñar y fabricar debido al costo del material.

La incorporación de aluminio entre cada capa del PCB multicapa lo hace costoso en comparación con el PCB estándar.

Aunque tiene que pasar por ciertas restricciones de diseño, el proceso es casi similar al de las PCB estándar.

El color de la máscara de soldadura también presenta una característica única para la placa de circuito impreso LED. El PCB estándar tiene una variedad de colores oscuros como negro, rojo, verde y azul.

La placa de circuito impreso LED tiene un solo color que es blanco en uno de los lados superiores de la placa.

El grosor de la placa de circuito impreso estándar varía mucho, debido a las diversas combinaciones de diferentes materiales y recuentos de capas.

El grosor del circuito impreso LED tiene ciertos límites al grosor disponible de la placa trasera.

El grosor de la lámina dieléctrica también determinará el grosor de la placa de circuito impreso LED.

El proceso de mecanizado de placas de circuito impreso LED y estándar es similar en la mayoría de los casos.

Significa que ambas tablas se someten a enrutamiento, taladrado, avellanado, ranurado en V y escariado. La principal diferencia que hace que la PCB LED sea única es el hecho de que se basa en una hoja de sierra recubierta de diamante para la puntuación en V.

Capítulo 7: Diseño de circuito LED PCB: cómo hacer LED PCB

El proceso de diseño de una placa de circuito impreso LED comienza con tener un software de diseño para ayudar en el diseño.

Aparte de eso, también necesitará un diseñador de placas de circuito impreso LED para ayudarlo o guiarlo en el proceso.

Hay muchas Software de diseño de PCB que puede usar para hacer un diseño adecuado para la placa de circuito impreso LED.

Software de diseño de PCB

 Software de diseño de PCB

Algunos de los programas de diseño que puede usar para hacer los diseños incluyen:

  • Diseñador PCBWeb
  • ZenitPCB
  • TinyCad
  • PCB de Osmond
  • ExpressPCB
  • Diseñador Altium

El diseño de una PCB comenzará con el ingeniero de diseño listo para explorar su ingenio, herramientas, capturas esquemáticas y paquetes de software de diseño.

El ingeniero debe tener en mente la imagen exacta del diseño de PCB LED antes de comenzar a diseñar.

También incluye la imagen del producto final que creen que pueden lograr utilizando las herramientas disponibles.

Las herramientas deben poder equilibrar el rendimiento y la potencia para que sean intuitivas y fáciles de usar.

El software también debe contener todos los requisitos para el diseño más allá del editor de PCB y el editor de esquemas.

El software debe tener una biblioteca, herramientas de análisis, simulación, verificación y documentación para el éxito del diseño de PCB LED.

Comenzará por encontrar el esquema y dibujar el diagrama esquemático en el software de computadora para diseñar PCB LED.

Después de eso, debe transferir el diagrama esquemático al dibujo de la placa de circuito impreso LED.

Hacer el dibujo se considera una gran obra de arte y requiere que te tomes tu tiempo y lo hagas bien.

Mire el tamaño del tablero y el ancho del trazo del tablero. Hay ciertos límites en cuanto a cuán delgados o cuán grandes pueden ser sus trazos y su tablero.

También debe tener en cuenta el tamaño del taladro más pequeño disponible para su uso.

El ancho del trazo debe ser del tamaño del ancho del trazo más pequeño o más grueso, ya que los trazos delgados son vulnerables a los daños.

Considere la cantidad de corriente que fluirá a través del diseño y ajuste el grosor de la placa en consecuencia.

Significa que cuanto mayor sea la corriente que fluye a través de la placa, más gruesa debe ser la placa.

Diseño de placa de circuito impreso LEDDiseño de placa de circuito impreso LED

Debe mantenerse en contacto con su fabricante para que pueda ver cada paso del proceso de diseño.

También puede enviarle copias de los dibujos de diseño para que pueda crear una imagen en su mente.

También puede aconsejarle sobre las cosas que debe hacer al diseñar la PCB LED.

Al realizar el diseño, asegúrese de colocar todos los componentes de la PCB LED en el diseño.

Los componentes deben estar en los lugares correctos y en la posición exacta en la que desea que estén.

El software lo guiará a través de estos pasos y evitará cometer errores en el diseño para tener un buen producto.

Colocar los componentes en el lugar correcto como el esquema lo ayudará a solucionar los problemas del circuito.

Preste especial atención a los componentes grandes y a los conectores, colocándolos a un lado para facilitar las conexiones.

Los condensadores de desacoplamiento deben estar cerca de los pines que conectará a los condensadores.

Condensador de desacoplamientoCondensador de desacoplamiento

Todos los componentes del diseño deben tener las etiquetas correspondientes con el valor de la pieza y el nombre.

Hará que sea más fácil para el fabricante soldar y también ayudará en la resolución de problemas.

La regla general es etiquetar todos los conectores en el exterior con los nombres correctos para la descripción.

Algunas de las reglas que debe seguir incluyen:

  • Para una placa de circuito de dos capas, dirija una capa verticalmente y la otra horizontalmente.
  • Para una placa de circuito de RF, evite los ángulos de 90 grados en las pistas de la placa de circuito impreso para evitar el efecto extraño. El ángulo de 45 grados también se ve profesional y deberías convertirlo en un hábito.

Puede seguir los esquemas disponibles para dibujar el diseño, pero la mayoría de los programas de diseño tendrán las herramientas necesarias.

En este punto, debe pensar en la ubicación final de la placa de circuito impreso LED.

Puede imprimir el dibujo final en un papel y probar si encajará en el punto de colocación final.

Recuerde que debe preparar su tablero para la fabricación a medida que realiza el diseño.

Significa que debe verificar el diseño del tablero, en busca de errores y luego convertirlos a archivos Gerber.

Este es el proceso final de diseño y puede enviarlo al fabricante para su ensamblaje.

Capítulo 8: Proceso de ensamblaje de PCB LED

Con el diseño de PCB LED a la mano, está en condiciones de ensamblar y hacer la placa final.

Sin embargo, hay algunos pasos que debe seguir antes de comenzar realmente el Proceso de montaje de PCB.

Estos pasos lo ayudarán a saber si el diseño realmente funcionará después de que se complete en una placa de circuito.

PCB LED completamente ensamblado

PCB LED completamente ensamblado

El proceso incluye una verificación DFM con el diseño exacto, las reglas de diseño y los requisitos específicos disponibles.

Implica mirar todas las especificaciones para el diseño, buscando cualquier característica redundante, faltante y problemática.

Un ejemplo de la falla de la PCB es dejar espacios muy pequeños entre los componentes de la PCB que provocan disparos.

La verificación de DFM ayudará a eliminar cualquier problema antes de que desperdicie dinero al hacer una PCB LED disfuncional. Las comprobaciones de DFM/DFA deben venir como un paquete de montaje de los fabricantes para ayudar a fabricar las PCB adecuadas.

El primer paso es el estarcido en pasta de soldadura, que implica la aplicación de pasta de soldadura a la placa de la PCB.

Colocará una plantilla de acero inoxidable en la placa de circuito impreso que le permitirá realizar la aplicación selectiva.

Ayudará a conocer las partes donde se colocarán los componentes cuando la PCB LED esté completa.

La soldadura en pasta que usará consiste en 96.5 % de estaño, 3 % de plata y 0.5 % de cobre.

Recuerda aplicar la soldadura en pasta en los puntos exactos de la placa y también en la cantidad adecuada.

El segundo paso implica llevar la placa a través del dispositivo robótico de selección y colocación para colocar los componentes exactos.

La máquina no solo colocará los componentes, sino también los SMD que representan la mayoría de los componentes sin conector.

Luego, soldará los SMD en la placa para que puedan adherirse bien a la placa.

Este proceso fue una vez un proyecto manual en el que los fabricantes seleccionaban y colocaban los componentes a mano.

Las máquinas reemplazan el esfuerzo humano ya que son más precisas, precisas y rápidas que los humanos sin problemas de fatiga.

El proceso consiste en recoger una placa de circuito impreso con una ventosa y colocarla en la estación de recogida y colocación.

El robot orientará la PCB y comenzará a aplicar SMT a la superficie de la placa de circuito impreso.

Estará colocando los componentes en la superficie de la soldadura en pasta de acuerdo con las ubicaciones en el programa.

El tercer paso es la soldadura por reflujo, que consiste en pegar los componentes de la PCB en la placa.

Significa que debe permitir que la soldadura en pasta se solidifique para que los componentes se adhieran a la placa.

El proceso de permitir que los componentes se peguen o adhieran a la placa es el proceso de reflujo.

El proceso consiste en sacar la placa del soporte de recogida y colocación y colocarla en una cinta transportadora.

La cinta transportadora se moverá a través del horno de reflujo calentando la placa a 250 grados centígrados.

La soldadura se derrite y se mueve a través de calentadores más fríos que solidifican la soldadura de manera adecuada.

Montaje de placa de circuito impreso LEDPCB LED

Este proceso creará una unión fuerte y permanente que sujetará todos los SMD a la placa de circuito impreso.

El cuarto paso consiste en realizar inspecciones y controlar la calidad de la placa de circuito impreso LED.

Las inspecciones son muy importantes ya que la placa puede tener conexiones muy deficientes y cortocircuitos debido a componentes en lugares equivocados.

Existen muchos métodos de inspección que utilizan los fabricantes, como aprenderá en breve.

Los controles manuales siguen siendo comunes a pesar de que la mayoría de los procesos son automáticos.

La inspección visual de las placas por parte del diseñador, especialmente en lotes pequeños, es muy importante.

A medida que aumenta el número de placas que requieren inspección, el método de realizar comprobaciones manuales se vuelve obsoleto.

Las inspecciones con el ojo durante un período prolongado pueden provocar fatiga visual.

Una vez que el ojo está cansado, pueden ocurrir muchos errores que lo hacen inexacto. Por lo tanto, abre vías para procesos de inspección más precisos.

La inspección óptica automática, que es un método más preciso para los lotes grandes de PCB LED.

Una máquina de inspección óptica automática (AOI) utiliza cámaras con alta visualización óptica para ayudar en la inspección.

Las cámaras están en diferentes ángulos y ayudarán a verificar errores en las conexiones.

La placa está iluminada y las cámaras pueden detectar conexiones de soldadura de mala calidad.

Normalmente, las conexiones y soldaduras deficientes reflejarán la luz de manera diferente, lo que facilitará su detección.

La máquina puede procesar un gran lote de PCB LED en muy poco tiempo.

Método de inspección por rayos X que no es muy común y utiliza rayos X para ayudar en la inspección.

Los fabricantes lo utilizan para inspeccionar placas de circuito impreso LED complejas y multicapa.

Los rayos X le permitirán a usted, como espectador, ver cualquier problema interno en las múltiples capas y solucionarlo.

En caso de que surja algún problema, la PCB LED tendrá que volver al proceso de diseño.

El problema también puede ser pequeño y el fabricante puede decidir solucionarlo según sus políticas.

Después de eso, debe inspeccionarlo nuevamente y ver si funcionará de una manera particular.

El quinto paso en la inserción de los componentes a través del orificio pasante entre ellos los LED.

Estos agujeros ayudarán a pasar señales desde diferentes lados del tablero. En este caso, deberá reemplazar la pasta de soldar con otros tipos de soldadura como:

  • Soldadura manual donde diferentes personas insertarán diferentes componentes en los orificios pasantes en diferentes estaciones. Es un proceso largo y tedioso dependiendo de la cantidad de componentes que necesite insertar. Muchos fabricantes evitan este proceso aunque hay otros que aún consideran usarlo.
  • Soldadura por ola, que es una versión más automática de la soldadura manual a través de un proceso diferente. Después de colocar los componentes en el hueco adecuado, la placa pasa por un horno sobre una cinta transportadora. Lavará una ola de soldadura en la parte inferior de la placa de circuito impreso LED.

Después de completar todos estos procesos, puede ejecutar la placa a través de la unidad de inspección para probar la funcionalidad.

Montaje de placa de circuito impreso LEDMontaje de placa de circuito impreso LED

El último paso es la prueba funcional pasando la PCB por diferentes ritmos simulando su funcionalidad.

Las señales simuladas y de potencia se ejecutarán a través de la placa mientras los probadores verifican las características eléctricas.

En caso de cualquier problema, es posible que deba volver a realizar todo el proceso de ensamblaje hasta que funcione correctamente.

Capítulo 9: Reemplazo de placa PCB LED

La PCB LED es igual que todas las demás características de las máquinas que son susceptibles de sufrir daños. En caso de que alguna parte o toda la placa no funcione bien, puede reemplazarla con una nueva placa LED PCB. Dado que hay muchas aplicaciones de las PCB LED, veamos el reemplazo de la placa PCB de la lámpara de techo LED.

PCB de aluminio

PCB de aluminio

El primer paso para reemplazar la placa implicará desconectar toda la unidad de la fuente de alimentación.

Este paso le permitirá trabajar sin riesgo de electrocución. Recuerda tener el equipo de protección necesario para protegerte.

Después de desconectar la alimentación de la fuente, puede quitar la luz de techo LED del techo.

Colóquelo sobre una mesa o un banco de trabajo y retire la cubierta para exponer la placa de circuito impreso LED.

Inspeccione el tablero para averiguar el tipo y el alcance del daño en el tablero.

Dependiendo del sujetador, use un destornillador o una llave inglesa para soltar la placa de circuito impreso LED.

Desconecte cualquier otra conexión a la placa de circuito impreso LED y deje que quede libre. Retírelo suavemente y colóquelo en el banco de trabajo con cuidado.

En este punto, debería tener la nueva placa de circuito impreso LED en modo de espera.

Tome el nuevo PCB LED y reemplácelo en el punto exacto donde estaba el otro asegurándose de que encaje bien.

Fíjelo en su posición y asegúrese de que se adhiera correctamente al componente externo.

Vuelva a colocar los tapones en el punto exacto de conexión y vuelva a colocar la tapa en su lugar.

Vuelva a instalar toda la unidad en el techo asegurándose de que permanezca en su lugar. Encienda el sistema para ver si la nueva PCB LED funciona correctamente.

Conclusión

La información en las placas de circuito impreso LED lo guiará a través de diferentes aplicaciones de PCB LED.

También lo ayudará a tomar la decisión correcta para el tipo de PCB LED que pueda necesitar. Ahora está en posición de llamar a su diseñador para que lo ayude a hacer una placa de circuito impreso LED personalizada.